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JPS6194372A - Semiconductor memory element - Google Patents

Semiconductor memory element

Info

Publication number
JPS6194372A
JPS6194372A JP21509984A JP21509984A JPS6194372A JP S6194372 A JPS6194372 A JP S6194372A JP 21509984 A JP21509984 A JP 21509984A JP 21509984 A JP21509984 A JP 21509984A JP S6194372 A JPS6194372 A JP S6194372A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
diffusion layer
source
semiconductor memory
substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP21509984A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takashi Ono
隆 小野
Satoru Namaki
生木 悟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Oki Electric Industry Co Ltd filed Critical Oki Electric Industry Co Ltd
Priority to JP21509984A priority Critical patent/JPS6194372A/en
Publication of JPS6194372A publication Critical patent/JPS6194372A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Non-Volatile Memory (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain a semiconductor memory element having the high degree of integration by forming a P<+>N<+> junction to the lower section of a source diffusion layer and fixing a source layer at the substrate potential of an Si substrate. CONSTITUTION:Field regions 1 and word lines 2 are superposed on a P<-> Si substrate 9 through a normal NMOS process, floating gates 4 are shaped. P ions are implanted, and N<+> type source-drain layers 3, 7 are formed through heat treatment. When a resist mask 11 is applied and B ions are introduced just under the source layer 3 and a P<+> layer 10 is formed through heat treatment, a semiconductor memory element displays Zener diode characteristics at not more than several V withstanding voltage. When concentration is further increased and a diffusion is inhibited, withstanding voltage can be reduced to approximately 0.5-1V, the element displays tunnel diode characteristics, and withstanding voltage often extends over approximately 0V. Accordingly, the potential of the source layer 3 can be operated by controlling the junction characteristics of the P<+> layer 3 and the N<+> layer 10 without using a bit line 6 and a connecting hole 5. The allowance of mask alignment is also unnecessitated, thus improving the degree of integration.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は、集積度の向上を期するようにした半導体メ
モリ素子に関し、特に紫外線消去形EFROM。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial Application Field) The present invention relates to a semiconductor memory device designed to improve the degree of integration, and particularly to an ultraviolet erasable EFROM.

あるいはマスクROMなどのメモリマトリクスアレーに
好適なようにしたものである。
Alternatively, it is suitable for a memory matrix array such as a mask ROM.

(従来の技術) 半導体メモリ素子のうち、特に、紫外線°消去、電気的
書き込み可能ROM、すなわちEPROMについて述べ
る。二層ポリシリコンを有するシリコンゲートMOSメ
モリのデバイス構造が特公昭52−47675号公報に
開示されている。この構造のEPROMのメモリアレイ
セルは半導体基板上で第3図のような配置になっている
(Prior Art) Among semiconductor memory devices, ultraviolet-erasable electrically programmable ROM, or EPROM, will be described in particular. A device structure of a silicon gate MOS memory having two layers of polysilicon is disclosed in Japanese Patent Publication No. 52-47675. The memory array cells of an EPROM having this structure are arranged on a semiconductor substrate as shown in FIG.

この第3図は平面図であり、第4図は第3図のA−B線
間の断面図である。この第3図、第4図の両図の図中の
1はフィールド領域であり、厚い配線膜で構成されてい
る。このフィールド領域1の部分はMOSFETとなる
いわゆるアクティブ領域以外の領域である。中央部に縦
に走っているのがシリコン基板9に形成されたソース拡
散層3であり、MOSFETのソースとなるものである
This FIG. 3 is a plan view, and FIG. 4 is a sectional view taken along line AB in FIG. 3. Reference numeral 1 in both FIGS. 3 and 4 is a field region, which is composed of a thick wiring film. This field region 1 is a region other than the so-called active region which becomes a MOSFET. Running vertically in the center is a source diffusion layer 3 formed in the silicon substrate 9, which serves as the source of the MOSFET.

このソースK 散層3の両側に縦方向に2本のワード!
5L2が設けられている。ワード線2は2層のポリシリ
コンゲートであり、ワード線としての配線とEPROM
のコントロールゲートとを兼ねている。各ワード線2の
外側の領域にドレイン拡散層7が形成されている。ドレ
イン拡散層7はMOSFETのドレインである。
Two words vertically on both sides of this source K scattering layer 3!
5L2 is provided. Word line 2 is a two-layer polysilicon gate, with wiring as a word line and EPROM
It also serves as a control gate. A drain diffusion layer 7 is formed outside each word line 2 . The drain diffusion layer 7 is the drain of the MOSFET.

また、ワード線2の下部に重ねている斜線で示す部分は
フローティングゲート4であゆ、このフローティングゲ
ート4は第1層のポリシリコンゲート電極であり、ソー
ス拡散層3、ドレイン拡散層7、ワード線2より浮いた
状態にあり、このフローティングゲート4に電荷を注入
することにより、情報を記憶するようにしている。
In addition, the hatched area overlapping the lower part of the word line 2 is a floating gate 4, which is a first layer polysilicon gate electrode, and includes a source diffusion layer 3, a drain diffusion layer 7, and a word line. 2, and information is stored by injecting charges into the floating gate 4.

また、横方向には、アルミのビット1s6が形成されて
おり、ドレイン拡散層7とコンタクトホール5によって
接続されている。ソース拡散層3は図示されていないが
MOS F ET 8ごとに1個所程度の割合でコンタ
クトホールを介して、アルミの接地線で接続され、電位
の固定を行っている。
Also, in the lateral direction, an aluminum bit 1s6 is formed and connected to the drain diffusion layer 7 through the contact hole 5. Although not shown, the source diffusion layer 3 is connected to an aluminum ground line through a contact hole at a rate of about one for each MOS FET 8 to fix the potential.

上記ソース拡散層3(以下v11.ラインと言う)を接
地しておき1.あるアルミのビット$6とワード線2(
第2ポリシリコン)を電圧vcc <通常5v)に上げ
ることにより、1ビツトを選択し、データの読み込みを
行なう。
1. The source diffusion layer 3 (hereinafter referred to as v11. line) is grounded. There is an aluminum bit $6 and word line 2 (
By raising the voltage of the second polysilicon (second polysilicon) to the voltage vcc (usually 5V), one bit is selected and data is read.

通常、各ビットのソース拡散層3を共通にして、第3図
のようなりssラインを形成し、所々に配置したアルミ
配線コンタクトホール5を用いて前記v、Sライン(通
常GND電位、すなワチ、ov)の電位固定を行なって
いる。前記データ読み込み時など通常は、voラインは
接地電位に固定される。
Normally, the source diffusion layer 3 of each bit is shared to form an ss line as shown in FIG. The potential is fixed at 1, ov). Normally, such as when reading data, the vo line is fixed to the ground potential.

データ書込み時はソース拡散層3、すなわち、vssラ
インを+1〜2v程度に上げる場合がある。
When writing data, the source diffusion layer 3, ie, the vss line, may be raised to approximately +1 to 2V.

このように、■oラインの採用によって、1ビツトでこ
のソース拡散層にコンタクトホールを設ける必要をなく
t、、aWi度の向上をはかつていた。
In this way, by adopting the (1) o line, it is no longer necessary to provide a contact hole in the source diffusion layer for one bit, and the degree of t, aWi has been improved.

(発明が解決しようとする問題点) しかしながらこのような従来の方法では、ワードm2(
第2ポリシリコン)がフィールド領域1からvs、ライ
ン3へかぶさらないようにマスク合わせ余裕り、 (第
3図)が必要であり、また、vSsライン3の電位固定
のためのアルミのビット線6、コンタクトホール5が必
要であるので、より集積度の向上をはかる上での妨げと
なっていた。
(Problem to be solved by the invention) However, in such a conventional method, word m2 (
A mask alignment margin (Figure 3) is required to prevent the field region 1 (second polysilicon) from overlapping the vs line 3, and an aluminum bit line for fixing the potential of the vSs line 3 is required. 6. Since the contact hole 5 is required, it is an obstacle to further improving the degree of integration.

この発明は以上述べた従来技術が持っている問題点のう
ち、マスク合わせ余裕り、とvsSライン電位固定のた
めのアルミのピット線、フンタクトホールが必要な点に
ついて解決した半導体メモリ素子を提供するものである
The present invention provides a semiconductor memory device that solves the above-mentioned problems of the prior art, such as the mask alignment margin and the need for aluminum pit lines and contact holes for fixing the vsS line potential. It is something to do.

(問題点を解決するための手段) この発明は半導体メモリ素子において、ソース拡散層の
下部に反対導電型の拡散層を設け、P″N+N+接合す
るようにしたものである。
(Means for Solving the Problems) The present invention provides a semiconductor memory device in which a diffusion layer of an opposite conductivity type is provided below a source diffusion layer to form a P″N+N+ junction.

(作 用) この発明によれば、以上のように半導体メモリ素子を構
成したので、ソース拡散層とP+拡散層は耐圧が数V以
下のツェナー特性を示し、この両方の拡散層の不純物を
高くするとトンネルダイオード特性を示し、シリコン基
板と一定の関係の電位に固定する。
(Function) According to the present invention, since the semiconductor memory element is configured as described above, the source diffusion layer and the P+ diffusion layer exhibit Zener characteristics with a withstand voltage of several volts or less, and the impurities in both diffusion layers are suppressed to a high level. Then, it exhibits tunnel diode characteristics and is fixed at a potential in a constant relationship with the silicon substrate.

(実施例) 以下、この発明の半導体メモリ素子の実施例について図
面に基づき説明する。第1図はその一実施例の平面図で
あり、第2図(al、第2図(blはその製造工程の説
明図であり、第1図のC−D線の断面図である。この第
1図および第2図(al、第2図(blにおいて、第3
図、第4図と同一部分には同一符号を付して述べる。
(Embodiments) Hereinafter, embodiments of the semiconductor memory device of the present invention will be described based on the drawings. FIG. 1 is a plan view of one embodiment of the invention, and FIG. 2 (al) and FIG. In Figures 1 and 2 (al, Figure 2 (bl), Figure 3
The same parts as those in FIG. 4 will be described with the same reference numerals.

この第1図、第2図1al、第2図[blにおいて、通
常のNMO3製造工程を経てシリコン基板9上にフィー
ルド領域1.2本のワード!s2およびこのワード線2
に重なって斜線で示すように、フローティングゲート4
を形成し、ゲート電極のパターニングを行なった後、P
−型シリコン基板9全面に人SやPなどのドナー型不純
物をイオン注入法などによって導入する。
In FIG. 1, FIG. 2 1al, and FIG. 2[bl, 1.2 word fields are formed on the silicon substrate 9 through the normal NMO3 manufacturing process. s2 and this word line 2
As shown by the diagonal line overlapping the floating gate 4
After forming P and patterning the gate electrode,
Donor type impurities such as S and P are introduced into the entire surface of the - type silicon substrate 9 by ion implantation or the like.

次に、熱処理を行なって前記不純物を拡散し、不純物濃
度的2 X 10”c+n−’のソース・ドレイン拡散
層であるN+拡散層3および7を形成する。
Next, a heat treatment is performed to diffuse the impurities to form N+ diffusion layers 3 and 7, which are source/drain diffusion layers, with an impurity concentration of 2.times.10''c+n-'.

次に、ソース拡散層3のみが露出するようにレジスト1
1でパターニングして、Bやshなどの17クセプタ型
不純物を高い加速電圧のイオン注入法などにより第2図
(alから明らかなように、ソース拡散層3の直下に導
入した後、熱処理を行ない、不純物濃度的5 X 10
”cn+−’のピ拡散層10を形成する。乙のとき、ソ
ース拡散層3とP′″拡散層10は縦方向のP+N”接
合となる(第2図(b))。
Next, resist 1 is applied so that only source diffusion layer 3 is exposed.
1, and 17 receptor type impurities such as B and sh are introduced directly under the source diffusion layer 3 by ion implantation at a high acceleration voltage as shown in FIG. , impurity concentration 5 × 10
A "cn+-" P diffusion layer 10 is formed. In the case of B, the source diffusion layer 3 and the P'' diffusion layer 10 form a vertical P+N" junction (FIG. 2(b)).

このようにして作られたソース拡散層3とP1拡散層1
0は、耐圧が歎V理下のツェナーダイオード特性を示す
。この二つの拡散層の濃度をさらに濃(し拡散を抑えれ
ば、耐圧をさらに05〜IV程度にまで下げることがで
き、トンネルダイオード特性を示し、はとんどovとな
る場合もある。
Source diffusion layer 3 and P1 diffusion layer 1 made in this way
0 indicates Zener diode characteristics with a breakdown voltage below V. If the concentration of these two diffusion layers is further increased (and diffusion is suppressed), the withstand voltage can be further lowered to about 05 to IV, exhibiting tunnel diode characteristics, and in some cases becoming almost OV.

したがって、ソース拡散層3の電位をアルミ配線による
ビット線6、コンタクトホール5などを用いることなく
基板電位に固定することができる。
Therefore, the potential of the source diffusion layer 3 can be fixed to the substrate potential without using the bit line 6 formed of aluminum wiring, the contact hole 5, or the like.

そのときのソース拡散層3の電位は、基板電位に対して
ソース拡散層3とP“拡散層1oにょるP“N“接合の
特性をコントロールすることによりその大きさを操作で
きる。なお、8は絶縁膜である。
The potential of the source diffusion layer 3 at this time can be manipulated by controlling the characteristics of the P"N" junction between the source diffusion layer 3 and the P"diffusion layer 1o with respect to the substrate potential. Note that 8 is an insulating film.

これを利用したEPROM素子のメモリアレイは第3図
で示したv、Sライン3のようにソース拡散層をつなげ
る必要がな(なる。何故なら、MOSFETのソースは
P”N”i合を介して基板の電位に固定されているから
である。したがって、第1図に示すように■ssライン
3の両側のフィールド領域1をつなげることができる。
The memory array of the EPROM element using this does not require connecting the source diffusion layer like the v, S line 3 shown in Figure 3. Therefore, the field regions 1 on both sides of the SS line 3 can be connected as shown in FIG.

これにより、前記マスク合わせ余裕り、が不要となる。This eliminates the need for the mask alignment margin.

また、従来の前記vssライン電位固定のためのアルミ
配線、コンタクトホールも不要となる。
Furthermore, the conventional aluminum wiring and contact holes for fixing the vss line potential are no longer necessary.

なお、前記Bやsbを導入する際、高い加速電圧のイオ
ン注入ではな(、低い加速電圧のイオン注入で導入し、
熱処理でソース拡散R3より深く拡散するようにしても
よい。この場合、ソース拡散層3の人SやPの濃度をB
やsbを補償できるように濃くしておけばよい。
Note that when introducing B or sb, it is not introduced by ion implantation at a high acceleration voltage (but by ion implantation at a low acceleration voltage,
The heat treatment may be used to diffuse deeper than the source diffusion R3. In this case, the concentration of S and P in the source diffusion layer is set to B
What is necessary is to make it dark so that it can compensate for and sb.

また、前もってP” w、散層を埋め込んでおき、その
上にN゛拡散層を形成する方法でもよい。さらに、NM
O3工程でな(PMO3の場合やウェル構造でも何ら問
題なく適用できる。
Alternatively, a method may be used in which a P'' diffusion layer is buried in advance and an N'' diffusion layer is formed thereon.
It can be applied to the O3 process (PMO3 or well structure without any problems).

なお、上記実施例はEPROMの場合について述べたが
、マスクROMや他のメモリ素子にも容易に応用できる
ことはもちろんである。
Although the above embodiments have been described with reference to EPROMs, it goes without saying that they can be easily applied to mask ROMs and other memory devices.

(発明の効果) 以上のようにこの発明によれば、ソース拡散層の下部に
反対導電型の拡散層を設け、P”N’層を形成してソー
ス拡散層の電位をシリコン基板と一定の関係の電位に固
定するようにしたので、マスク合わせ余裕Llが不要と
なり、また、前記vssライン電位固定のためのアルミ
配線、コンタクトホールも不要となる。
(Effects of the Invention) As described above, according to the present invention, a diffusion layer of the opposite conductivity type is provided below the source diffusion layer, a P''N' layer is formed, and the potential of the source diffusion layer is kept constant with that of the silicon substrate. Since the potentials are fixed at related potentials, the mask alignment margin L1 is not required, and the aluminum wiring and contact holes for fixing the vss line potentials are also not required.

これにより、集積度の高い半導体メモリ素子が実現でき
る。特にEPROMやマスクROMにおいて有効であり
、256にビットEFROMに応用すれば、素子面積を
約90%に縮小できる。
Thereby, a highly integrated semiconductor memory device can be realized. This is particularly effective in EPROMs and mask ROMs, and if applied to 256-bit EFROMs, the device area can be reduced to about 90%.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図はこの発明の半導体メモリ素子の一実施例の平面
図、第2図(11)および第2図1b)はそれぞれ同上
半導体メモリ素子の製造工程を説明するために、第1図
のC−D@に沿って切断して示す断面図、第3図は従来
の半導体メモリ素子の平面図、第4図は第3図のA−B
線に沿って切断して従来の半導体メモリ素子の工程を説
明するための図である。 1 フィールドfiI域、2・・ワード線、3・ソース
拡散層、4・・・フローティングゲート、5 ・コンタ
クトホール、6・・・ビット線、7・N″ 拡散層、8
・・・絶縁膜、9・・・シリコン基板、1o・・P+拡
散層。 第1図 第2図 第3図 第t1図
FIG. 1 is a plan view of one embodiment of the semiconductor memory device of the present invention, and FIG. 2 (11) and FIG. 3 is a plan view of a conventional semiconductor memory element, and FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line A-B in FIG. 3.
1 is a diagram illustrating a process of a conventional semiconductor memory device cut along a line; FIG. 1 field fiI region, 2... word line, 3... source diffusion layer, 4... floating gate, 5 contact hole, 6... bit line, 7 N'' diffusion layer, 8
...Insulating film, 9...Silicon substrate, 1o...P+ diffusion layer. Figure 1 Figure 2 Figure 3 Figure t1

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims]  シリコン基板上にフィールド領域、ワード線、ビット
線およびフローティングゲートを形成するとともにこの
シリコン基板にソース拡散層とドレイン拡散層を形成し
た半導体メモリ素子構造において、上記ソース拡散層の
下部にP^+N^+接合を設け、ソース拡散層を基板電
位に固定したことを特徴とする半導体メモリ素子。
In a semiconductor memory device structure in which field regions, word lines, bit lines, and floating gates are formed on a silicon substrate, and a source diffusion layer and a drain diffusion layer are formed on this silicon substrate, P^+N^ is formed below the source diffusion layer. A semiconductor memory element characterized in that a + junction is provided and a source diffusion layer is fixed at a substrate potential.
JP21509984A 1984-10-16 1984-10-16 Semiconductor memory element Pending JPS6194372A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100226771B1 (en) * 1996-12-19 1999-10-15 김영환 Flash memory manufacturing method
GB2417131A (en) * 2004-08-13 2006-02-15 Infineon Technologies Ag Semiconductor memory device

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5056190A (en) * 1973-09-14 1975-05-16
JPS5591177A (en) * 1978-12-28 1980-07-10 Seiko Epson Corp Semiconductor integrated circuit

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5056190A (en) * 1973-09-14 1975-05-16
JPS5591177A (en) * 1978-12-28 1980-07-10 Seiko Epson Corp Semiconductor integrated circuit

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100226771B1 (en) * 1996-12-19 1999-10-15 김영환 Flash memory manufacturing method
GB2417131A (en) * 2004-08-13 2006-02-15 Infineon Technologies Ag Semiconductor memory device
GB2417131B (en) * 2004-08-13 2006-10-11 Infineon Technologies Ag Integrated memory devices
US8288813B2 (en) 2004-08-13 2012-10-16 Infineon Technologies Ag Integrated memory device having columns having multiple bit lines

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